Емкость для хранения сжиженного газа

Изобретение относится к области криогенной техники, в частности к конструкции грузовых емкостей, предназначенных для хранения сжиженного газа. Емкость для хранения сжиженного газа включает корпус, покрытый снаружи теплоизолирующим слоем. Емкость выполнена с высотой, превышающей меньший из габаритных размеров в плане - ее ширину не более чем в 3 раза. Внутри емкости расположен экран с отверстием. Отстояние верхней кромки экрана от дна емкости равно 0,30-0,70 высоты емкости, а отстояние экрана от стенки емкости по верхнему краю экрана составляет 0,03-0,10 высоты емкости. Использование изобретения позволяет повысить безопасность и надежность эксплуатации емкости для хранения сжиженных газов за счет предотвращения повышения давления внутри емкости, вызываемого неконтролируемым перемешиванием слоев криогенной жидкости с различной температурой и плотностью. 2 ил.

 

Изобретение относится к области криогенной техники, в частности к конструкции грузовых емкостей, предназначенных для хранения сжиженного газа.

Известна емкость для хранения сжиженного природного газа, имеющая самонесущий первичный барьер (корпус емкости), установленный на опорах, внешний вторичный барьер в виде теплоизолирующего слоя (патент №2592962) - прототип.

Известная емкость отличается высокой надежностью эксплуатации, однако ввиду невозможности обеспечения абсолютной теплонепроницаемости теплоизоляции, поскольку при хранении сжиженных газов в емкости происходит передача тепла из окружающей среды через теплоизоляцию на ее стенки, а от них - к находящейся в сосуде криогенной жидкости, приводящая к естественному хаотичному конвекционному перемешиванию слоев криогенной жидкости. При этом происходит контакт сформировавшихся в емкости слоев криогенной жидкости, имеющих различную температуру и плотность. При смешении слоев в том слое, где температура выше, чем в соседнем с ним слое, при изменении гидростатического давления происходит вскипание криогенной жидкости с образованием пузырьков испарившегося газа. В результате указанного вскипания происходит повышение давления внутри емкости, которое в итоге может привести к деформации либо разрушению стенок емкости, повреждению уплотнений и другим нежелательным или недопустимым последствиям.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение безопасности и надежности эксплуатации емкости для хранения сжиженного газа за счет предотвращения повышения давления внутри емкости, вызываемого неконтролируемым перемешиванием слоев криогенной жидкости с различной температурой и плотностью.

Технический результат достигается тем, что емкость для хранения сжиженного газа, включающая корпус, покрытый снаружи теплоизолирующим слоем, по изобретению, выполнена с высотой, превышающей меньший из остальных габаритных размеров емкости не более чем в 3 раза, внутри емкости вдоль ее горизонтального периметра расположен экран с отверстием посередине, частично перекрывающий дно и стенки емкости, причем размер отверстия, находящегося над дном емкости, составляет 0,1-0,25 высоты емкости, при этом отстояние экрана от дна емкости по краям отверстия равно 0,0-0,06 высоты емкости, а отстояние экрана от дна емкости в местах, где экран оказывается равноудаленным от дна и стенки емкости, равно 0,05-0,15 высоты емкости, причем отстояние экрана от стенки емкости в местах, где экран оказывается равноудален от дна и стенки емкости составляет 0,05-0,15 высоты емкости, а отстояние верхней кромки экрана от дна емкости равно 0,30-0,70 высоты емкости, при этом отстояние экрана от стенки емкости по верхнему краю экрана составляет 0,03-0,10 высоты емкости, а отстояние экрана от стенки емкости посередине высоты части экрана, расположенной вдоль стенки емкости, - 0,04-0,12 высоты емкости.

Введение экрана в корпус емкости для хранения сжиженного газа позволяет упорядочить конвекционные потоки криогенной жидкости, тем самым создавая условия для равномерного упорядоченного перемешивания сжиженного газа внутри емкости, что приводит к повышению безопасности и надежности эксплуатации емкости для хранения сжиженного газа.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен вид сверху емкости для хранения сжиженного газа, а на фиг. 2 - поперечное сечение по А-А емкости на фиг. 1.

Предлагаемая емкость для хранения сжиженного газа включает корпус 1, покрытый снаружи теплоизолирующим слоем 2 (фиг. 1). Емкость выполнена с высотой, превышающей меньший из ее размеров не более, чем в 3 раза. Внутри емкости, вдоль ее горизонтального периметра, расположен экран 3, частично перекрывающий дно и стенки емкости, с отверстием 4 (фиг. 1) посередине. Размер отверстия b1 (фиг. 1, 2), находящегося над дном емкости, составляет 0,1-0,25 высоты емкости. При этом отстояние экрана от дна емкости h1 (фиг. 2) по краям отверстия равно 0,03-0,06 высоты емкости, а отстояние экрана от дна емкости h2 (фиг. 2) в местах, где экран оказывается равноудаленным от дна и стенки емкости, равно 0,05-0,15 высоты емкости. Отстояние экрана от стенки емкости b2 (фиг. 2) в местах, где экран оказывается равноудален от дна и стенки емкости, составляет 0,05-0,15 высоты емкости, а отстояние верхней кромки экрана от дна емкости h3 (фиг. 2) составляет 0,30-0,70 высоты емкости. Отстояние экрана от стенки емкости по верхнему краю экрана b3 (фиг. 2) равно 0,03-0,10 высоты емкости, отстояние же экрана от стенки емкости посередине высоты части экрана b4 (фиг. 2), расположенной вдоль стенки емкости, - 0,04-0,12 высоты емкости.

В результате установки экрана 3 (фиг. 1, 2) обозначенная проблема равномерного перемешивания слоев криогенной жидкости в емкости разрешается следующим образом.

Криогенная жидкость, заполняющая емкость до определенного уровня, в том числе полностью покрывающая экран 3 и заполняющая как пространство внутри экрана 3, так и пространство между экраном 3 и стенкой корпуса 1 емкости, получает энергию извне в виде теплопритоков через стенку корпуса емкости. Указанные теплопритоки приходятся, прежде всего, на ту часть криогенной жидкости, которая заполняет пространство между стенкой корпуса 1 емкости и экраном 3. По мере поглощения теплопритоков у означенной части криогенной жидкости несколько увеличивается температура и снижается плотность по сравнению с той частью криогенной жидкости, которая находится в сторону центра емкости от экрана 3 (внутри экрана). Поэтому часть криогенной жидкости с увеличенной температурой и уменьшенной плотностью начинает подниматься вверх в пространстве между экраном 3 и стенкой корпуса 1 емкости. Образующееся в нижней части указанного пространства разрежение приводит к тому, что жидкость, находящаяся внутри экрана, засасывается в пространство между экраном 3 и стенкой корпуса 1 емкости через центральное отверстие 4. В то же время жидкость, находящаяся между экраном 3 и стенкой корпуса 1 емкости, по мере подъема вдоль экрана 3 продолжает собирать теплоприток от стенки емкости и, постепенно ускоряясь, достигает верхней кромки экрана 3, после чего в виде сформировавшегося течения изливается в пространство внутри экрана 3, где, за счет накопленной энергии, осуществляет перемешивание жидкости, находящейся внутри экрана 3, двигаясь в общем направлении вниз к центральному отверстию 4 в экране 3. Таким образом, формируется установившееся движение жидкости по всему объему емкости, что исключает возможность образования слоев криогенной жидкости по высоте емкости, различающихся по температуре и плотности. Поэтому ситуация внезапного перемешивания слоев с различной температурой и плотностью полностью исключается до тех пор, пока не возникает предпосылки для прекращения установившегося течения криогенной жидкости. (Например, при выходе верхнего края экрана 3 в газовую подушку по мере расходования криогенной жидкости). После этого функционирование указанной криогенной емкости не отличается от функционирования емкости-прототипа.

Также наблюдается дополнительный положительный эффект от применения экрана 3, состоящий в том, что часть энергии, полученной криогенной жидкостью через стенку корпуса 1 емкости, расходуется не на ее нагрев, а на выполнение ею работы в форме ее перемещения по емкости, что приводит к дополнительному снижению потерь криогенной жидкости от испарения, более медленному нарастанию давления в газовой подушке корпуса 1 емкости и некоторому увеличению возможного срока хранения криогенной жидкости в емкости.

Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить безопасность и надежность эксплуатации емкости для хранения сжиженных газов за счет предотвращения повышения давления внутри корпуса 1 емкости, вызываемого неконтролируемым перемешиванием слоев криогенной жидкости с различной температурой и плотностью, что выгодно отличает ее от прототипа.

Емкость для хранения сжиженного газа, включающая корпус, покрытый снаружи теплоизолирующим слоем, отличающаяся тем, что она выполнена с высотой, превышающей меньший из габаритных размеров в плане - ее ширину не более чем в 3 раза, внутри емкости расположен экран с отверстием, причем отстояние верхней кромки экрана от дна емкости равно 0,30-0,70 высоты емкости, а отстояние экрана от стенки емкости по верхнему краю экрана составляет 0,03-0,10 высоты емкости.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к резервуарам, рассчитанным на сжатые жидкотекучие среды, а именно сжиженный природный газ. Герметичный и изолированный резервуар для холодной сжатой жидкотекучей среды содержит жесткий герметичный корпус (4), герметичную мембрану (1), рассчитанную на вхождение в контакт с холодной жидкотекучей средой в резервуаре, слой термоизоляционного материала (3) между мембраной (1) и внутренней поверхностью корпуса (4) и устройство (5) выравнивания давления.

Группа изобретений относится к способу установки изоляционного покрытия и блока с изоляционным покрытием для криогенных резервуаров. Способ установки изоляционного покрытия включает в себя этап транспортировки, на котором транспортируют блок (1) с изоляционным покрытием, в котором изоляционное покрытие (2) и транспортировочный держатель (3) соединены вместе между внутренним резервуаром (60) и внешним резервуаром (50) резервуара с двойной оболочкой в подвешенном состоянии; и этап монтажа, на котором блок (1) с изоляционным покрытием монтируют на облицовочной плите внутреннего резервуара (60).

Изобретение относится к резервуарам для хранения криогенных жидкостей. Резервуар (100), выполненный в виде двойной конструкции, для хранения сверхнизкотемпературной жидкости с усовершенствованием.

Изобретение относится к низкотемпературной и криогенной технике, преимущественно к системам хранения и транспортировки сжиженных газов и жидкостей, также может быть использовано в области теплотехники.

Настоящее изобретение относится к изготовлению непроницаемых и теплоизолированных резервуаров, встроенных в несущую конструкцию. Контейнер для сжиженного природного газа, содержащий несущую конструкцию (11) и непроницаемый и теплоизолированный резервуар для сжиженного природного газа, который имеет множество стенок, прикрепленных к несущей конструкции.

Изобретение относится к области криогенной техники и может быть использовано в качестве стационарных хранилищ для сжиженного природного газа. .

Изобретение относится к области криогенной техники и может быть использовано в качестве стационарных хранилищ для сжиженного природного газа. .

Изобретение относится к элементам конструкций изделий, работающих при криогенных температурах, и может быть использовано в ракетной и авиационной технике. .

Изобретение относится к конструкции герметичной стенки, предназначенной в частности для внутренней облицовки герметичного и термоизолированного резервуара, встроенного в несущую конструкцию, а также к резервуару, снабженному этой конструкцией.

Изобретение относится к области криогенной техники и может быть использовано в качестве топливных емкостей для различных транспортных средств (например, автотранспорта, самолетов и т.д.) или стационарных емкостей для хранения криогенных топлив.

Группа изобретений относится к хранению газов или жидкостей. Герметичный и теплоизолированный резервуар, имеющий стенку, закрепленную на несущей конструкции (2) и содержащую теплоизолирующий барьер (1), герметичный барьер (4) и анкерный компонент (3). Герметичный барьер содержит первую гофрированную металлическую мембрану (5), находящуюся на первой части теплоизолирующего барьера, и вторую гофрированную металлическую мембрану (6), находящуюся на второй части теплоизолирующего барьера, первое множество колпачков (9) и второе множество колпачков (10). Эти мембраны расположены с противоположных сторон анкерного компонента, а их присоединяемый край ориентирован параллельно продольному направлению анкерного компонента (3). Анкерный компонент выполнен вытянутым в продольном направлении. Каждая мембрана снабжена первой группой волнообразных гофров, пересекающихся с присоединяемым краем. Имеются также концевые гофрированные участки, которые ассоциированы с первой группой волнообразных гофров первой мембраны и которые ориентированы в сторону второй мембраны в направлении, поперечном по отношению к присоединяемому краю, выступая за концевые гофрированные участки, ассоциированные с первой группой волнообразных гофров второй мембраны. Каждый колпачок содержит металлический компонент, имеющий концевой гофрированный участок (19) в форме купола, который предназначен для присоединения к соответствующему волнообразному гофру и для его закрывания. Он доходит до пластинчатого основания (21), окружающего указанный гофрированный участок. Присоединяемый край первой мембраны ориентирован параллельно продольному направлению анкерного компонента, а каждый волнообразный гофр первой группы волнообразных гофров первой мембраны герметично закрыт колпачком (9) из первого множества колпачков, распределенного по присоединяемому краю. Присоединяемый край (17) второй мембраны несет распределенные в продольном направлении анкерного компонента выступающие участки, которые покрывают первую мембрану, и вырезанные участки (12), которые чередуются с выступающими участками, расположены как продолжения волнообразных гофров первой группы первой мембраны и открывают герметичные зоны анкерного компонента. Каждый колпачок (9) первого множества перекрывает первую мембрану (5) и открытую герметичную зону анкерного компонента, а выступающие участки согласованы по положению с первой группой волнообразных гофров (8) второй мембраны, тогда как каждый волнообразный гофр первой группы волнообразных гофров второй мембраны герметично перекрыт колпачком (10) второго множества колпачков, распределенных вдоль присоединяемого края, причем каждый колпачок (10) второго множества закрывает выступающие участки второй и первой мембран. Судно для транспортирования охлажденного жидкого продукта, имеющее резервуар с такой стенкой. Способ загрузки или разгрузки судна, в котором охлажденный жидкий продукт перемещают по теплоизолированным трубам. Система для перемещения охлажденного жидкого продукта, содержащая судно, теплоизолированные трубы и насос для перекачивания охлажденного жидкого продукта по теплоизолированным трубам. 5 н. и 22 з.п. ф-лы, 12 ил.

Предлагаемое изобретение относится к криогенной технике хранения сжиженного природного газа, а именно к хранилищу, представляющему собой железобетонный теплоизолированный и гидроизолированный цилиндрический корпус, имеющий сферическую крышу, разделенный на несколько автономных железобетонных, изолированных друг от друга секций, в которых размещены цилиндрические емкости заводского изготовления. В автономных хранилищах- секциях поддерживаются условия для изотермического хранения СПГ, в частности поддерживается гарантированное незначительное избыточное давление порядка 500-700 мм вод. ст. Размещенные в секциях емкости теплоизолированы, а также дополнительно в свободном пространстве между корпусом емкости и железобетонными стенами перегородок применена засыпная теплоизоляция. Это позволяет длительное хранение в изотермических условиях СПГ. Также в каждую секцию с размещенными емкостями предусмотрена подача циркулирующего азота для обеспечения безопасности в случае утечки СПГ. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области криогенной техники, в частности к конструкции грузовых емкостей, предназначенных для хранения сжиженного газа. Емкость для хранения сжиженного газа включает корпус, покрытый снаружи теплоизолирующим слоем. Емкость выполнена с высотой, превышающей меньший из габаритных размеров в плане - ее ширину не более чем в 3 раза. Внутри емкости расположен экран с отверстием. Отстояние верхней кромки экрана от дна емкости равно 0,30-0,70 высоты емкости, а отстояние экрана от стенки емкости по верхнему краю экрана составляет 0,03-0,10 высоты емкости. Использование изобретения позволяет повысить безопасность и надежность эксплуатации емкости для хранения сжиженных газов за счет предотвращения повышения давления внутри емкости, вызываемого неконтролируемым перемешиванием слоев криогенной жидкости с различной температурой и плотностью. 2 ил.

Наверх